汽車電器與電子技術(shù)第12章汽車舒適性系統(tǒng)-文庫吧資料
2025-01-09 08:53本頁面
【正文】 軟”或“硬”狀態(tài)，“硬”狀態(tài)有時又稱為“運(yùn)動（ SPORT）”狀態(tài)，每一種狀態(tài)中又按剛度和阻尼的大小依次有低、中、高三種狀態(tài)。 ? 自 90年代以來，模糊控制方法被應(yīng)用在汽車懸架系統(tǒng)中。這種預(yù)見控制的方法，可以彌補(bǔ)因系統(tǒng)響應(yīng)速度不足所帶來的缺陷而提高控制性能，降低系統(tǒng)控制能量峰值和控制能量消耗量。為了仿真由于車身質(zhì)量、輪胎剛度、減振器阻尼系數(shù)以及車輛結(jié)構(gòu)高頻柔度模態(tài)等變化不確定的誤差，應(yīng)用控制方法可實(shí)現(xiàn)汽車懸架振動控制具有較強(qiáng)的魯棒性。 ? 線性最優(yōu)控制是建立在系統(tǒng)模型較為理想的基礎(chǔ)上，采用受控對象的狀態(tài)響應(yīng)與控制輸入的加權(quán)二次型作為性能指針，同時保證受控系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性條件下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。把非線性 “ 滑模 ” 控制規(guī)則應(yīng)用于電液懸架系統(tǒng)，控制器依賴精確的懸架系統(tǒng)模型，采用自適應(yīng)控制的車輛懸架阻尼減振系統(tǒng)改善汽車的行駛性能，這種控制方法在德國大眾汽車公司的底盤上已經(jīng)得到了應(yīng)用。阻尼力的變換通過轉(zhuǎn)子閥轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子閥由裝在減振器內(nèi)的電機(jī)驅(qū)動，轉(zhuǎn)子閥可按三個階段變換減振器內(nèi)節(jié)流口的面積，從而控制減振器阻尼力為三種不同狀態(tài)：軟、中、硬。阻尼可調(diào)減震器一般用于半主動懸架中。當(dāng)發(fā)生故障時，將信號送入控制裝置，目的在于即使發(fā)生故障，也應(yīng)使懸架系統(tǒng)安全工作，另外，在修理故障時容易確定故障所在位置。 ? 驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 控制裝置用輸出驅(qū)動電路將輸出驅(qū)動信號放大 ， 然后輸送到各執(zhí)行機(jī)構(gòu) ， 以實(shí)現(xiàn)對汽車懸架參數(shù)的控制 。 ? 輸入信號的計(jì)算 電子控制裝置根據(jù)預(yù)先寫入只讀存儲器 ROM中的程序?qū)Ω鬏斎胄盘栠M(jìn)行計(jì)算 ， 并將計(jì)算結(jié)果與內(nèi)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較后 ， 向執(zhí)行機(jī)構(gòu) （ 電機(jī) 、 電磁閥 、 繼電器等 ） 發(fā)出控制信號 。 ? 4. 車身高度傳感器 ? 高度傳感器的作用是感測車身高度 （ 汽車懸架裝置的位移量 ） ， 并將它轉(zhuǎn)換成電子信號輸入系統(tǒng)控制裝置 。 ? 3. 加速度傳感器 ? 在車輪打滑時，不能以轉(zhuǎn)向角和汽車車速正確判斷車身側(cè)向力的大小。 ? 2. 轉(zhuǎn)角傳感器 ? 轉(zhuǎn)角傳感器用于檢測轉(zhuǎn)向盤的中間位置 、 轉(zhuǎn)動方向 、 轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動速度 。 ? （ 3）如果是 ，控制器輸出減小懸架阻尼控制信號 。 汽車行駛時 ，安裝在車身上的加速度傳感器產(chǎn)生的車身振動加速度信號經(jīng)整形放大后輸入計(jì)算機(jī) ， 計(jì)算機(jī)隨即計(jì)算出當(dāng)前車身振動加速度的均方根值 σ i， 并與設(shè)定的目標(biāo)參數(shù)比較 ， 根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號： ? （ 1） 如果是 ， 控制器不輸出調(diào)整懸架阻尼控制信號 。半主動懸架的控制模型如下圖所示。 但是 ， 彈簧剛度選定后 ， 又很難改變 ， 因此從改變減振器阻尼入手 ， 將阻尼分為兩級或三級 ， 由駕駛員選擇或根據(jù)傳感器信號自動選擇所需要的阻尼級 。半主動懸架的核心部分是采用可調(diào)阻尼減振器，其控制邏輯有的和主動懸架類似的死循環(huán)，也有根據(jù)車速等參數(shù)進(jìn)行開環(huán)控制的，它消耗的全部能量只用來驅(qū)動控制閥，故耗能很低。下圖所示汽車簡化成 4個自由度的平面模型。在討論汽車平順性時，這一三維模型的車身質(zhì)量主要考慮垂直、俯仰、側(cè)傾 3個自由度，4個車輪質(zhì)量主要考慮 4個垂直自由度，一共 7個自由度。車輪和車軸構(gòu)成的非簧載質(zhì)量即車輪質(zhì)量為。汽車的簧載質(zhì)量即車身質(zhì)量為，它由車身、車架及其上的總成所組成。 汽車懸架振動的基本模型 ? 汽車是一個非常復(fù)雜的振動系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)所分析的問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?。它通過懸架中的液壓裝置或氣囊來調(diào)節(jié)汽車的靜態(tài)高度，使之不隨載荷變化，從而可以使優(yōu)化懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有更大的空間，達(dá)到保證舒適性、操縱穩(wěn)定性和其它動態(tài)性能。 ? 車身高度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng) 車身高度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以看作為主動懸架的一個部分，它對汽車懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和汽車的動態(tài)特性具有較好的加強(qiáng)作用。懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼設(shè)計(jì)可以重新優(yōu)化，加強(qiáng)汽車的舒適性和其它動態(tài)性能。磁場是由減振器中的線圈產(chǎn)生的，通過控制電流實(shí)現(xiàn)控制磁場強(qiáng)度，最終達(dá)到控制阻尼的目的。這種可控阻尼減振器是通過控制阻尼介質(zhì)中的磁場來達(dá)到調(diào)節(jié)阻尼介質(zhì)的流體特性，從而達(dá)到控制阻尼的目的。因此，這種減振器性能更好，控制更平順。連續(xù)可變阻尼減振器懸架系統(tǒng)中的減振器的阻尼值是連續(xù)可變的。阻尼的高低是控制器根據(jù)路面條件和汽車行駛狀況自動實(shí)時調(diào)節(jié)的。機(jī)械式可變阻尼減振器又有二級式可變阻尼減振器懸架系統(tǒng)和連續(xù)可變阻尼減振器懸架系統(tǒng)兩種。系統(tǒng)也可與 ABS系統(tǒng)或VSC系統(tǒng)進(jìn)行一體化。有的系統(tǒng)也在每個車輪位置裝有加速度傳感器，測量非簧載質(zhì)量的垂直振動。此外，主動懸架還可根據(jù)車速的變化控制車身的高度。通常包括產(chǎn)生力和轉(zhuǎn)矩的主動作用器（液壓缸、氣缸、伺服電動機(jī)、電磁鐵等）、測量組件（加速度、位移和力傳感器等）和反饋控制器等。半主動懸架是無源控制，因此，汽車在轉(zhuǎn)向、起動、制動等工況時不能對懸架剛度和阻尼系數(shù)進(jìn)行有效的控制。
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